� NTKLinux联盟为了进行这个操作，可能需要创建分区表将闪存设备分拆到引导装载程序节、内核节和文件系统节中。样本分区表可能包含以下信息： NTKLinux联盟 清单 5. MTD 的简单闪存设备分区 struct mtd_partition sample_partition = { NTKLinux联盟 { NTKLinux联盟 /* First partition */ NTKLinux联盟 name : bootloader, /* Bootloader section */ NTKLinux联盟 size : 0x00010000, /* Size */ NTKLinux联盟 offset : 0, /* Offset from start of flash- location 0x0*/ NTKLinux联盟 mask_flags : MTD_WRITEABLE /* This partition is not writable */ NTKLinux联盟 }, NTKLinux联盟 { /* Second partition */ NTKLinux联盟 name : Kernel, /* Kernel section */ NTKLinux联盟 size : 0x00100000, /* Size */ NTKLinux联盟 offset : MTDPART_OFS_APPEND, /* Append after bootloader section */ NTKLinux联盟 mask_flags : MTD_WRITEABLE /* This partition is not writable */ NTKLinux联盟 }, NTKLinux联盟 { /* Third partition */ NTKLinux联盟 name : JFFS2, /* JFFS2 filesystem */ NTKLinux联盟 size : MTDPART_SIZ_FULL, /* Occupy rest of flash */ NTKLinux联盟 offset : MTDPART_OFS_APPEND /* Append after kernel section */ NTKLinux联盟 } NTKLinux联盟 } NTKLinux联盟 上面的分区表使用了 MTD_BLOCK 接口对闪存设备进行分区。这些分区的设备节点是： NTKLinux联盟 简单闪存分区的设备节点 NTKLinux联盟 User device node Major number Minor number NTKLinux联盟 Bootloader /dev/mtdblock0 31 0 NTKLinux联盟 Kernel /dev/mtdblock1 31 1 NTKLinux联盟 Filesystem /dev/mtdblock2 31 2 NTKLinux联盟 在本例中，引导装载程序必须将有关 root 设备节点（/dev/mtdblock2）和可以在闪存中找到文件系统的地址（本例中是 FLASH_BASE_ADDRESS + 0x04000000）的正确参数传递到内核。一旦完成分区，闪存设备就准备装入或挂装文件系统。 NTKLinux联盟 Linux 中 MTD 子系统的主要目标是在系统的硬件驱动程序和上层，或用户模块之间提供通用接口。硬件驱动程序不需要知道象 JFFS2 和 FTL 那样的用户模块使用的方法。所有它们真正需要提供的就是一组对底层闪存系统进行 read、 write 和 erase 操作的简单例程。 NTKLinux联盟 嵌入式设备的文件系统 NTKLinux联盟 系统需要一种以结构化格式存储和检索信息的方法；这就需要文件系统的参与。Ramdisk（请参阅参考资料）是通过将计算机的 RAM 用作设备来创建和挂装文件系统的一种机制，它通常用于无盘系统（当然包括微型嵌入式设备，它只包含作为永久存储媒质的闪存芯片）。 NTKLinux联盟 用户可以根据可靠性、健壮性和／或增强的功能的需求来选择文件系统的类型。下一节将讨论几个可用选项及其优缺点。 NTKLinux联盟 第二版扩展文件系统（Ext2fs） NTKLinux联盟 Ext2fs 是 Linux 事实上的标准文件系统，它已经取代了它的前任 — 扩展文件系统（或 Extfs）。Extfs 支持的文件大小最大为 2 GB，支持的最大文件名称大小为 255 个字符 — 而且它不支持索引节点（包括数据修改时间标记）。Ext2fs 做得更好；它的优点是： NTKLinux联盟 ·Ext2fs 支持达 4 TB 的内存。 NTKLinux联盟 Ext2fs 文件名称最长可以到 1012 个字符。 NTKLinux联盟 当创建文件系统时，管理员可以选择逻辑块的大小（通常大小可选择 1024、2048 和 4096 字节）。 NTKLinux联盟 ·Ext2fs 了实现快速符号链接：不需要为此目的而分配数据块，并且将目标名称直接存储在索引节点（inode）表中。这使性能有所提高，特别是在速度上。 NTKLinux联盟 因为 Ext2 文件系统的稳定性、可靠性和健壮性，所以几乎在所有基于 Linux 的系统（包括台式机、服务器和工作站 — 并且甚至一些嵌入式设备）上都使用 Ext2 文件系统。然而，当在嵌入式设备中使用 Ext2fs 时，它有一些缺点： NTKLinux联盟 Ext2fs 是为象 IDE 设备那样的块设备设计的，这些设备的逻辑块大小是 512 字节，1 K 字节等这样的倍数。这不太适合于扇区大小因设备不同而不同的闪存设备。 NTKLinux联盟 Ext2 文件系统没有提供对基于扇区的擦除／写操作的良好管理。在 Ext2fs 中，为了在一个扇区中擦除单个字节，必须将整个扇区复制到 RAM，然后擦除，然后重写入。考虑到闪存设备具有有限的擦除寿命（大约能进行 100,000 次擦除），在此之后就不能使用它们，所以这不是一个特别好的方法。 NTKLinux联盟 在出现电源故障时，Ext2fs 不是防崩溃的。 NTKLinux联盟 Ext2 文件系统不支持损耗平衡，因此缩短了扇区／闪存的寿命。（损耗平衡确保将地址范围的不同区域轮流用于写和／或擦除操作以延长闪存设备的寿命。） NTKLinux联盟 Ext2fs 没有特别完美的扇区管理，这使设计块驱动程序十分困难。 NTKLinux联盟 由于这些原因，通常相对于 Ext2fs，在嵌入式环境中使用 MTD/JFFS2 组合是更好的选择。 NTKLinux联盟 用 Ramdisk 挂装 Ext2fs NTKLinux联盟 通过使用 Ramdisk 的概念，可以在嵌入式设备中创建并挂装 Ext2 文件系统（以及用于这一目的的任何文件系统）。 NTKLinux联盟 清单 6. 创建一个简单的基于 Ext2fs 的 Ramdisk mke2fs -vm0 /dev/ram 4096 NTKLinux联盟 mount -t ext2 /dev/ram /mnt NTKLinux联盟 cd /mnt NTKLinux联盟 cp /bin, /sbin, /etc, /dev ... files in mnt NTKLinux联盟 cd ../ NTKLinux联盟 umount /mnt NTKLinux联盟 dd if=/dev/ram bs=1k count=4096 of=ext2ramdisk NTKLinux联盟 mke2fs 是用于在任何设备上创建 ext2 文件系统的实用程序 — 它创建超级块、索引节点以及索引节点表等等。 NTKLinux联盟 在上面的用法中，/dev/ram 是上面构建有 4096 个块的 ext2 文件系统的设备。然后，将这个设备（/dev/ram）挂装在名为 /mnt 的临时目录上并且复制所有必需的文件。一旦复制完这些文件，就卸装这个文件系统并且设备（/dev/ram）的内容被转储到一个文件（ext2ramdisk）中，它就是所需的 Ramdisk（Ext2 文件系统）。 NTKLinux联盟 上面的顺序创建了一个 4 MB 的 Ramdisk，并用必需的文件实用程序来填充它。 NTKLinux联盟 一些要包含在 Ramdisk 中的重要目录是： NTKLinux联盟 ·/bin — 保存大多数象 init、busybox、shell、文件管理实用程序等二进制文件。 NTKLinux联盟 ·/dev — 包含用在设备中的所有设备节点 NTKLinux联盟 ·/etc — 包含系统的所有配置文件 NTKLinux联盟 ·/lib — 包含所有必需的库，如 libc、libdl 等 NTKLinux联盟 日志闪存文件系统，版本 2（JFFS2） NTKLinux联盟 瑞典的 Axis Communications 开发了最初的 JFFS，Red Hat 的 David Woodhouse 对它进行了改进。 第二个版本，JFFS2，作为用于微型嵌入式设备的原始闪存芯片的实际文件系统而出现。JFFS2 文件系统是日志结构化的，这意味着它基本上是一长列节点。每个节点包含有关文件的部分信息 — 可能是文件的名称、也许是一些数据。相对于 Ext2fs，JFFS2 因为有以下这些优点而在无盘嵌入式设备中越来越受欢迎： NTKLinux联盟 ·JFFS2 在扇区级别上执行闪存擦除／写／读操作要比 Ext2 文件系统好。 NTKLinux联盟 ·JFFS2 提供了比 Ext2fs 更好的崩溃／掉电安全保护。当需要更改少量数据时，Ext2 文件系统将整个扇区复制到内存（DRAM）中，在内存中合并新数据，并写回整个扇区。这意味着为了更改单个字，必须对整个扇区（64 KB）执行读／擦除／写例程 — 这样做的效率非常低。要是运气差，当正在 DRAM 中合并数据时，发生了电源故障或其它事故，那么将丢失整个数据集合，因为在将数据读入 DRAM 后就擦除了闪存扇区。JFFS2 附加文件而不是重写整个扇区，并且具有崩溃／掉电安全保护这一功能。 NTKLinux联盟 ·这可能是最重要的一点：JFFS2 是专门为象闪存芯片那样的嵌入式设备创建的，所以它的整个设计提供了更好的闪存管理。 NTKLinux联盟 因为本文主要是写关于闪存设备的使用，所以在嵌入式环境中使用 JFFS2 的缺点很少： NTKLinux联盟 当文件系统已满或接近满时，JFFS2 会大大放慢运行速度。这是因为垃圾收集的问题（更多信息，请参阅参考资料）。 NTKLinux联盟 创建 JFFS2 文件系统 NTKLinux联盟 在 Linux 下，用 mkfs.jffs2 命令创建 JFFS2 文件系统（基本上是使用 JFFS2 的 Ramdisk）。 NTKLinux联盟 清单 7. 创建 JFFS2 文件系统 mkdir jffsfile NTKLinux联盟 cd jffsfile NTKLinux联盟 /* copy all the /bin, /etc, /usr/bin, /sbin/ binaries and /dev entries NTKLinux联盟 that are needed for the filesystem here */ NTKLinux联盟 /* Type the following command under jffsfile directory to create the JFFS2 Image */ NTKLinux联盟 ./mkfs.jffs2 -e 0x40000 -p -o ../jffs.image NTKLinux联盟 上面显示了 mkfs.jffs2 的典型用法。-e 选项确定闪存的擦除扇区大小（通常是 64 千字节）。-p 选项用来在映像的剩余空间用零填充。-o 选项用于输出文件，通常是 JFFS2 文件系统映像 — 在本例中是 jffs.image。一旦创建了 JFFS2 文件系统，它就被装入闪存中适当的位置（引导装载程序告知内核查找文件系统的地址）以便内核能挂装它。 NTKLinux联盟 tmpfs NTKLinux联盟 当 Linux 运行于嵌入式设备上时，该设备就成为功能齐全的单元，许多守护进程会在后台运行并生成许多日志消息。另外，所有内核日志记录机制，象 syslogd、dmesg 和 klogd，会在 /var 和 /tmp 目录下生成许多消息。由于这些进程产生了大量数据，所以允许将所有这些写操作都发生在闪存是不可取的。由于在重新引导时这些消息不需要持久存储，所以这个问题的解决方案是使用 tmpfs。 NTKLinux联盟 tmpfs 是基于内存的文件系统，它主要用于减少对系统的不必要的闪存写操作这一唯一目的。因为 tmpfs 驻留在 RAM 中，所以写／读／擦除的操作发生在 RAM 中而不是在闪存中。因此，日志消息写入 RAM 而不是闪存中，在重新引导时不会保留它们。tmpfs 还使用磁盘交换空间来存储，并且当为存储文件而请求页面时，使用虚拟内存（VM）子系统。 NTKLinux联盟 tmpfs 的优点包括： NTKLinux联盟 动态文件系统大小 — 文件系统大小可以根据被复制、创建或删除的文件或目录的数量来缩放。使得能够最理想地使用内存。 NTKLinux联盟 速度 — 因为 tmpfs 驻留在 RAM，所以读和写几乎都是瞬时的。即使以交换的形式存储文件，I/O 操作的速度仍非常快。 NTKLinux联盟 tmpfs 的一个缺点是当系统重新引导时会丢失所有数据。因此，重要的数据不能存储在 tmpfs 上。 NTKLinux联盟 挂装 tmpfs NTKLinux联盟 诸如 Ext2fs 和 JFFS2 等大多数其它文件系统都驻留在底层块设备之上，而 tmpfs 与它们不同，它直接位于 VM 上。因而，挂装 tmpfs 文件系统是很简单的事： NTKLinux联盟 清单 8. 挂装 tmpfs /* Entries in /etc/rc.d/rc.sysinit for creating/using tmpfs */ NTKLinux联盟 # mount -t tmpfs tmpfs /var -o size=512k NTKLinux联盟 # mkdir -p /var/tmp NTKLinux联盟 # mkdir -p /var/log NTKLinux联盟 # ln -s /var/tmp /tmp NTKLinux联盟 上面的命令将在 /var 上创建 tmpfs 并将 tmpfs 的最大大小限制为 512 K。同时，tmp/ 和 log/ 目录成为 tmpfs 的一部分以便在 RAM 中存储日志消息。 NTKLinux联盟 如果您想将 tmpfs 的一个项添加到 /etc/fstab，那么它可能看起来象这样： NTKLinux联盟 tmpfs /var tmpfs size=32m 0 0 NTKLinux联盟 这将在 /var 上挂装一个新的 tmpfs 文件系统。 NTKLinux联盟 图形用户界面（GUI）选项 NTKLinux联盟 从用户的观点来看，图形用户界面（GUI）是系统的一个最至关重要的方面：用户通过 GUI 与系统进行交互。所以 GUI 应该易于使用并且非常可靠。但它还需要是有内存意识的，以便在内存受限的、微型嵌入式设备上可以无缝执行。所以，它应该是轻量级的，并且能够快速装入。 NTKLinux联盟 另一个要考虑的重要方面涉及许可证问题。一些 GUI 分发版具有允许免费使用的许可证，甚至在一些商业产品中也是如此。另一些许可证要求如果想将 GUI 合并入项目中则要支付版税。 NTKLinux联盟 最后，大多数开发人员可能会选择 XFree86，因为 XFree86 为他们提供了一个能使用他们喜欢的工具的熟悉环境。但是市场上较新的 GUI，象 Century Software 的 Microwindows（Nano-X）和 Trolltech 的 QT/Embedded，与 X 在嵌入式 Linux 的竞技舞台中展开了激烈竞争，这主要是因为它们占用很少的资源、执行的速度很快并且具有定制窗口构件的支持。 NTKLinux联盟 让我们看一看这些选项中的每一个。 NTKLinux联盟 Xfree86 4.X（带帧缓冲区支持的 X11R6.4） NTKLinux联盟 XFree86 Project, Inc. 是一家生产 XFree86 的公司，该产品是一个可以免费重复分发、开放源码的 X Window 系统。X Window 系统（X11）为应用程序以图形方式进行显示提供了资源，并且它是 UNIX 和类 UNIX 的机器上最常用的窗口系统。它很小但很有效，它运行在为数众多的硬件上，它对网络透明并且有良好的文档说明。X11 为窗口管理、事件处理、同步和客户机间通信提供强大的功能 — 并且大多数开发人员已经熟悉了它的 API。它具有对内核帧缓冲区的内置支持，并占用非常少的资源 — 这非常有助于内存相对较少的设备。X 服务器支持 VGA 和非 VGA 图形卡，它对颜色深度 1、2、4、8、16 和 32 提供支持，并对渲染提供内置支持。最新的发行版是 XFree86 4.1.0。 NTKLinux联盟 它的优点包括： NTKLinux联盟 帧缓冲区体系结构的使用提高了性能。 NTKLinux联盟 占用的资源相对很小 — 大小在 600 K 到 700 K 字节的范围内，这使它很容易在小型设备上运行。 NTKLinux联盟 非常好的支持：在线有许多文档可用，还有许多专用于 XFree86 开发的邮递列表。 NTKLinux联盟 X API 非常适合扩展。 NTKLinux联盟 它的缺点包括： NTKLinux联盟 比最近出现的嵌入式 GUI 工具性能差。 NTKLinux联盟 此外，当与 GUI 中最新的开发 — 象专门为嵌入式环境设计的 Nano-X 或 QT/Embedded — 相比时，XFree86 似乎需要更多的内存。 NTKLinux联盟 Microwindows NTKLinux联盟 Microwindows 是 Century Software 的开放源代码项目，设计用于带小型显示单元的微型设备。它有许多针对现代图形视窗环境的功能部件。象 X 一样，有多种平台支持 Microwindows。 NTKLinux联盟 Microwindows 体系结构是基于客户机／服务器的并且具有分层设计。最底层是屏幕和输入设备驱动程序（关于键盘或鼠标）来与实际硬件交互。在中间层，可移植的图形引擎提供对线的绘制、区域的填充、多边形、裁剪以及颜色模型的支持。 NTKLinux联盟 在最上层，Microwindows 支持两种 API：Win32/WinCE API 实现，称为 Microwindows；另一种 API 与 GDK 非常相似，它称为 Nano-X。Nano-X 用在 Linux 上。它是象 X 的 API，用于占用资源少的应用程序。 NTKLinux联盟 Microwindows 支持 1、2、4 和 8 bpp（每像素的位数）的 palletized 显示，以及 8、16、24 和 32 bpp 的真彩色显示。Microwindows 还支持使它速度更快的帧缓冲区。Nano-X 服务器占用的资源大约在 100 K 到 150 K 字节。 NTKLinux联盟 原始 Nano-X 应用程序的平均大小在 30 K 到 60 K。由于 Nano-X 是为有内存限制的低端设备设计的，所以它不象 X 那样支持很多函数，因此它实际上不能作为微型 X（Xfree86 4.1）的替代品。 NTKLinux联盟 可以在 Microwindows 上运行 FLNX，它是针对 Nano-X 而不是 X 进行修改的 FLTK（快速轻巧工具箱(Fast Light Toolkit)）应用程序开发环境的一个版本。本文中描述 FLTK。 NTKLinux联盟 Nano-X 的优点包括： NTKLinux联盟 与 Xlib 实现不同，Nano-X 仍在每个客户机上同步运行，这意味着一旦发送了客户机请求包，服务器在为另一个客户机提供服务之前一直等待，直到整个包都到达为止。这使服务器代码非常简单，而运行的速度仍非常快。 NTKLinux联盟 占用很小的资源 NTKLinux联盟 Nano-X 的缺点包括： NTKLinux联盟 联网功能部件至今没有经过适当地调整（特别是网络透明性）。 NTKLinux联盟 还没有太多现成的应用程序可用。 NTKLinux联盟 与 X 相比，Nano-X 虽然近来正在加速开发，但仍没有那么多文档说明而且没有很好的支持，但这种情形会有所改变。 NTKLinux联盟 Microwindows 上的 FLTK API NTKLinux联盟 FLTK 是一个简单但灵活的 GUI 工具箱，它在 Linux 世界中赢得越来越多的关注，它特别适用于占用资源很少的环境。它提供了您期望从 GUI 工具箱中获得的大多数窗口构件，如按钮、对话框、文本框以及出色的“赋值器”选择（用于输入数值的窗口构件）。还包括滑动器、滚动条、刻度盘和其它一些构件。 NTKLinux联盟 针对 Microwindows GUI 引擎的 FLTK 的 Linux 版本被称为 FLNX。FLNX 由两个组件构成：Fl_Widget 和 FLUID。Fl_Widget 由所有基本窗口构件 API 组成。FLUID（快速轻巧的用户界面设计器(Fast Light User Interface Designer, FLUID)）是用来产生 FLTK 源代码的图形编辑器。总的来说，FLNX 是能用来为嵌入式环境创建应用程序的一个出色的 UI 构建器。 NTKLinux联盟 Fl_Widget 占用的资源大约是 40 K 到 48 K，而 FLUID（包括了每个窗口构件）大约占用 380 K。这些非常小的资源占用率使 Fl_Widget 和 FLUID 在嵌入式开发世界中非常受欢迎。 NTKLinux联盟 优点包括： NTKLinux联盟 习惯于在象 Windows 这样已建立得较好的环境中开发基于 GUI 的应用程序的任何人都会非常容易地适应 FLTK 环境。 NTKLinux联盟 它的文档包括一本十分完整且编写良好的手册。 NTKLinux联盟 它使用 LGPL 进行分发，所以开发人员可以灵活地发放他们应用程序的许可证。 NTKLinux联盟 FLTK 是一个 C++ 库（Perl 和 Python 绑定也可用）。面向对象模型的选择是一个好的选择，因为大多数现代 GUI 环境都是面向对象的；这也使将编写的应用程序移植到类似的 API 中变得更容易。 NTKLinux联盟 Century Software 的环境提供了几个有用的工具，诸如 ScreenToP 和 ViewML 浏览器�
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